Pesquisar neste blogue

sexta-feira, 29 de outubro de 2010

TU podes reduzir o trânsito

video

Muitas vezes nos deparamos com uma situação semelhante à do filme.
Um belo dia de sol, tráfego fluído, e de repente pára tudo. Volta a andar e pára.
Finalmente, mais à frente reparamos numa situação de abrandamento ligeiro mas que supostamente não obrigaria à paragem que está de facto a acontecer.

Porque pára tudo então?

Base do problema - Tempo de Reacção
Tempo de reacção é o tempo desde a observação que é necessário travar até começarmos a travar:
Vamos considerar que o tempo que o nosso cérebro demora a comandar a perna a travar é de 0,2 segundos. Testa aqui o teu.
A acrescer a isto temos o tempo que o carro demora a travar desde que os travões são pressionados. Consideremos os 0,3 segundos indicados em algumas fontes. (Já vamos com 0,2 + 0,3 = 0,5 segundos).
Para atrasar ainda mais, poderemos não estar concentrados, estarmos cansados ou numa situação de decisão mais complexa entre travar ou não (p.e.: mudar de faixa, travar ou nada). Ainda há a considerar o estado da pista (p.e. se estiver molhada o carro não trava tanto)...
Assim, é de considerar que só começamos a travar ou arrancar passado 0,75 a 1,5 segundos de o termos que fazer.

Mesmo considerando apenas 0,5segundos (considerando um condutor mesmo muito concentrado) podemos ver que a distância que um veículo se desloca durante este tempo de reacção sem que sequer comece a abrandar é elevada. (Se formos de bicicleta temos a noção que 30 km/h já é uma velocidade considerável)
Como exemplo, nestes 0,5s um veículo que vá a 90km/h percorre 12,5m pelo que se vai aproximar 1,4 metros de um outro que vá a 80km/h (que percorre 11,1m). Se for a 70km/h percorre 9,7m o que dá uma diferença de 2,8m de um que vá a 90km/h.

O Problema - Fila Fantasma
  • A e B seguem à mesma velocidade (90km/h) com pouca distância entre eles:
  • O 1º (A) abranda para 80km/h, pelo que o 2º (B) durante o tempo de reacção aproxima-se mais 1,4m de A:
  • Para reestabelecer a distância, B terá que abrandar ainda mais que A:
  • Só depois é que B pode igualar a velocidade de A:
  • C só repara no terceiro tempo que B abrandou de 90km/h para 70km/h. Isto faz com que C fique ainda mais próximo de B do que B tinha ficado de A (2,8m).
  • C tem que abrandar agora para 60km/h para reestabelecer a distância.
  • Só depois é que C poderá estabelecer os 80km/h.
Facilmente imaginamos agora que, uma fila com alguns carros, poderá parar, numa situação em que seria necessário apenas abrandamento.
Podemos também entender agora como gerar facilmente um choque em cadeia.

Para piorar: Note-se que o veículo A pode ter baixado de velocidade para 80km/h apenas por breves instantes (ter voltado logo a seguir para 90km/h) que provoca igualmente paragem atrás de si (vai haver tempo de reacção para os veículos recuperarem a velocidade).
O que piora é que o tempo que um carro demora a acelerar é no mínimo 3 vezes superior ao da travagem previamente feita. Ou seja, se o veículo B desacelerou sem motivo durante 1 segundo, irá demorar 3 segundos para recuperar. Não sendo de desprezar que, numa fila de trânsito, o tempo de aceleração vai ser o correspondente ao veículo mais lento do grupo (tipicamente um camião).
Caso haja paragem completa dos veículos a diferença passa a 5X ou mais, dado que p.e. um veículo pára dos 100 km/h em 40 metros ou 2.9 segundos enquanto que acelera em 208 metros ou 15 segundos.
Quando nos encontramos numa subida o tempo de aceleração é ainda pior e o de travagem mais rápido.
Teoricamente, não iríamos perder tempo mais tempo em trânsito apesar das filas fantasmas nos obrigarem a parar indevidamente: se estamos atrás de alguém que vai a 70 km/h, não interessa se vamos constantes a 70 ou se vamos a 100 e depois a 0, desde que a nossa velocidade média seja de 70 km/h. (Estamos já é a gastar travão e combustível desnecessariamente).
Ora, tal não é verdade pois temos que considerar o facto que irá demorar a recuperar a velocidade injustificadamente reduzida, começando a perder tempo em trânsito, ou seja, o tempo médio de viagem a aumentar.
Para além disto, há um factor ainda mais importante para esta perca de tempo que é o facto dos condutores insistirem no erro e manterem a distância demasiado curta (em vez de uma distância suficiente para almofadar o pára arranca, travando devagar e acelerando rápido). Isto acontece porque se comete o erro de não deixar os das outras filas se meterem à nossa frente. E isto por sua vez ocorre porque se comete o erro de ao mudar de fila, furar obrigando a fila para onde vamos a reduzir a velocidade ou parar, em vez de dar o pisca e esperar que nos deixem entrar em condições fluídas. Isto faz com que o processo de paragem por fila fantasma continue e não se comece a circular a velocidades normais.

O que perdemos com este problema?
Para além de maior tempo gasto desnecessariamente em viagem, gasta-se mais combustível e mais travões, logo gasta-se mais dinheiro, mais stress negativo, mais probabilidades de acidente e reparações automóveis.
Em resumo, isto ocorre a toda a gente, todos os dias, perdendo-se saúde, tempo e dinheiro.

Solução para o problema
  • A e B seguem à mesma velocidade (90km/h) com bastante distância entre eles:
  • O 1º (A) abranda para 80km/h, pelo que o 2º(B) durante o tempo de reacção aproxima-se de A:
  • B terá que abrandar mas poderá agora fazê-lo com mais calma, pois ainda tem bastante distância para o veículo A (a distância necessária manter a 80km/h é inferior à anterior de 90km/h). Ele poderia nunca baixar dos 80, mas vamos considerar que baixou para 75 km/h:
  • Para depois se manter em 80 km/h:
  • C circula também com bastante distância do veículo à sua frente, e como tal consegue observar B e A.
  • Assim, repara (ao mesmo tempo que B) que A abrandou de 90m/h para 80km/h. 
  • Isto faz com que C mantenha a mesma distância de B (e até a pode encurtar) e circule à mesma velocidade (80km/h).
  • C não provoca assim amplificação de abrandamento para trás.
Distância a manter
O código da estrada diz que "os condutores devem guardar dos outros veículos uma distância suficiente que lhes permita parar em segurança no caso de travagem ou imobilização súbita".
Isto significa que se o veículo à nossa frente parar instantâneamente, nós temos que conseguir travar sem lhe bater.
Esta distância de segurança tem o interesse de segurança mas serve também para redução de trânsito.
Segundo algumas fontes[1] [2], podemos arranjar uma regra aproximada que é: o valor da distância a manter é aproximadamente igual à velocidade a que vamos. Assim, se vamos a 90km/h devemos manter 90 metros, Se vamos a 160km/h devemos manter 160 metros. Esta regra é para estradas secas, sendo que para piso molhado a distância deverá ser superior.
Esta regra equivale a outra alternativa e mais exacta que diz que devemos circular entre 2 e 5 segundos do veículo à frente (dependendo p.e. se somos ligeiro ou pesado e estado do piso). Para tal, contamos os segundos que decorrem desde que o veículo à frente passa por um objecto lateral à estrada (p.e. 1 poste) até que nós passamos por este.
Resumo da Solução:
  • Manter distância do veículo da frente (2 segs se boas condições)
  • Estar atento a todos os veículos da frente (prever se vamos ter que parar, acelerar ou mudar de pista com antecedência)
  • Ir travando o mais suavemente possível tentando nunca chegar a parar (já vimos que depois recuperar a velocidade é onde se perde tempo)
De notar, que este processo tem a facilidade de ser melhorado aos poucos, sendo que não é necessário toda a gente fazer esta forma correcta de conduzir para se começarem a sentir melhorias. Diria que se 50% dos condutores fizessem isto, conseguiria-se eliminar por completo o famoso e chato pára-arranca.
Para haver melhoramento efectivo do trânsito, também não é necessário que os condutores realizem esta recomendação na perfeição. Basta serem um bocadinho melhores do que são actualmente, dando mais distância e considerarem este amortecimento do fenómeno, para o tempo que todos nós perdemos no trânsito seja reduzido.
Extrapolação:
No fundo, o que se pede é uma condução com menos stress e menos egoísta (pensar "o melhor para todos" em vez de "o melhor para mim"). Parece ser um caso onde a colaboração é uma solução melhor que a competição, originando uma situação de win-win que é vantajosa quer para o individuo como para o colectivo.
Assim, pelas explicações prévias, já deu para perceber que o culpado do trânsito "escusado" (fila fantasma) é quem segue muito colado ao veículo da frente e não quem abrandou por algum motivo ou circula a velocidade lenta. Este culpado por vezes poderá até não sentir muito, mas deixa sempre para trás o "nó".
Conduzir colado ao da frente tenta também fazer com que o precedente conduza de modo igualmente errado e provoca stress desnecessário neste.
Devemos ainda deixar os outros mudar de via para a via desse não congestionar.
Devemos seguir na via mais indicada e manter (isto aplica-se também a rotundas com várias faixas).
Não devemos obrigar os outros a abrandar/travar excessivamente.

Mas mas...
Os outros condutores que não conduzem desta forma vão estar sempre a colocar-se à minha frente (porque consideram que estou a dar margem de mais), o que vai fazer com que dê nova margem e mais condutores voltem a fazer-me o mesmo.
Se tivermos a preocupação de constantemente fazer corresponder a velocidade a que vamos à distância que devemos dar (travando lentamente e acelerando rápido), da minha experiência de pelo menos 6 anos a conduzir diariamente desta forma, não são assim tantos os veículos que nos tiram a nossa distância de segurança. Isto, mesmo num país tão agressivo na condução como é Portugal.

E se o tipo atrás de mim estiver irritado, seguir muito colado a mim e me der sinal de luzes?
Se seguimos na via mais indicada ao nosso destino, apenas temos que ignorar completamente essa pessoa. A excepção é se o veículo seguir em marcha de urgência (4 piscas ligados) o que é muito raro.
Infelizmente há bastante gente a conduzir mal e a querer que os outros também o façam, e infelizmente a cultura em Portugal é um pouco facilitar quem conduz de forma errada.
Temos que contrariar isto. E lá pelos outros fazerem errado não nos dá o direito de também fazer. No outro dia, se eu tivesse cedido à pressão do carro que vinha atrás de mim, colando-me ao da frente, teria batido pela certa, uma vez que o trânsito parou repentinamente e eu travei conseguindo evitar o acidente já um pouco no limite. Esse que vinha atrás de mim travou a queimar pneu (uma fumaceira!) e não bateu em mim por milagre.

Mas eu gosto de conduzir colado ao da frente. Faz-me parecer que estou numa corrida.
Pois... mas obrigar os outros a entrar nessa corrida não parece muito correcto. Para além disso está-se a forçar os outros a conduzir com mais stress, e a uma forma de conduzir que aumenta o trânsito. Ora, aumentar o trânsito ao ponto de parar tudo, não parece que seja uma boa ideia para uma pista de corridas...

Mas eu quero pressionar o da frente a andar mais depressa ou que me saia da frente.
Para além de ser uma falta de respeito pelo condutor da frente, não se vai ganhar assim tanto como se julga. A posição relativa do nosso carro relativamente aos outros poderá ser importante numa corrida mas não no tempo que vamos demorar até ao nosso destino. O que tem mais afetação no tempo de viagem é a velocidade média do trânsito, pelo que podemos até fazer alguns troços do caminho a 300km/h mas desde que a média da viagem seja baixa, é pouco menos desse tempo que vamos demorar e não há nada a fazer. Nada a não ser alterar a cultura de condução para reduzir o trânsito!
Alterando a tua cultura já está a fazer efeito (como foi provado por [1]).

Mas se eu seguir colado ao da frente estou a dar mais espaço para o de trás.
De facto devemos importarmo-nos com a distância de segurança que tirámos ao veículo de trás, mas só quando mudámos para a faixa dele. O veículo de trás pode-se juntar a nós independentemente se vamos colados ou não ao da frente. O espaço deve ser optimamente distribuído e isto é uma tarefa colectiva de todos os condutores, pelo que só se consegue com uma evolução do senso comum.

Possíveis situações de surgimento de fila fantasma (necessidade de ligeiro abrandamento ou travagem): 
  • Entroncamento (caso do video inicial), 
  • Afunilamento (obrigação de ir para a mesma faixa, vias estreitarem como na ponte da Arrábida), 
  • Mudança de via apertada (faixa de aceleração curta), 
  • Acidente (nem que seja fora da faixa, as pessoas abrandam, e bem se for para ajudar), 
  • Más condições da via (buracos), 
  • Obras (ex. necessário cuidados com veículos especiais), 
  • Imprevisto na via (ex. animal entrou na estrada), 
  • Atender telemóvel, Mexer no auto-rádio, etc (provoca ligeira desaceleração).
  • Subida (não é causa mas é um factor amplificador das causas listadas acima)

Outros Estudos

Simulador [Prof. Martin Treiber - Technical University of Dresden (Institute for Transport & Economics), Alemanha]
Aqui podemos ver um simulador de uma estrada circular, que equivale a uma autoestrada infinita.
Os carros iniciam todos à mesma velocidade e distância, mas para a velocidade a que seguem a distância entre eles é baixa e acaba por provocar paragem.

Experiência Real [Sugiyama et al. - Nagoya University (Department of Complex Systems Science), Março 2008, Japão]

Foi pedido a um grupo de condutores para seguirem a 30km/h e manterem a distância do veículo da frente.
Abrandamentos esporádicos rapidamente amplificaram em paragem. De modo a evitar a fila fantasma, para a velocidade de 30km/h, a distância a manter teria que ser superior.

Testes de cooperação, TNO Mobility, A270 entre Helmond e Eibndhoven

Implementação da Honda em veículos

Referências
Cálculo de acelerações
Benjamin Seibold, Professor de Matemática na Temple University
William Beaty
Ghost Traffic Jam explained and solved!